Upload
ardita-buzhala
View
18
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Mlaznog Injektiranja
Citation preview
(Ljetni semestar akademske godine 2013/14)Nositelj kolegija: prof.dr.sc. Željko Arbanas
OJAČANJE TLA I STIJENA, DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U RIJECI
dr. sc. Sanja Dugonjić Jovančević
PRORAČUN MLAZNOG INJEKTIRANJA
OPĆENITO1.
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Proračun mlaznog injektiranja
• Metoda poboljšanja mehaničkih svojstava tla.
• Tehnologija mlaznog injektiranja bazira se na hidrauličkom slomu tla pod djelovanjem visokog tlaka injekcijske smjese, pri čemu se razara skelet tla te dolazi do miješanja čestica tla i injekcijeske smjese (u pravilu cementa i vode)- „soil-crete”.
Upotreba za sve vrste tla.
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Opasnosti…
• Rad s visokim tlakom može dovesti do velikih izdizanja površine terena uz veliki porast pornog tlaka.
• Ako je mlazno injektiranje izvedeno ispravno, tada je podizanje terena i porast pornog pritisaka malen. Važno je da je otvoren put injekcijske smjese od mlaznice prema površini terena. Tada je u tlu prisutan samo hidrostatski tlak.
• Ako je taj put djelomično ili potpuno zatvoren (to se npr. često događa u mekim glinama), tada porni tlak u tlu može porasti na veličinu tlaka na pumpi i tlo se duž bušaćih šipki počne istiskivati na površinu. U takvom slučaju operater (poslužitelj stroja) treba prekinuti injektiranje prije nego se pojavi šteta.
PRIMJENA MLAZNOG INJEKTIRANJA:
• Ojačanje temelja za potrebe izvedbe dubokog iskopa u blizini postojećih zgrada
• Armirana dijafragma za zaštitu iskopa u blizini zgrada• Zaštita iskopa i brtvljenje dna duboke građevinske jame• Ojačanje tla plitko temeljenog stupa mosta• Ojačanje temelja• Zaštita riječne obale• Izvedba tunela vertikalnim/kosim bušotinama• Sanacija klizišta• Aktivna i pasivna sidra izvedena mlaznim injektiranjem
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
• Kod izrade projekta mlaznog injektiranja nužno je predvidjeti osnovni konstruktivni element, a to je injekcijsko tijelo tj. nosivi stup u tlu.
• Njegovi osnovni elementi su: duljina, promjer, čvrstoća injektiranog tijela, vodopropusnost, modul elastičnosti.
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Proračun mlaznog injektiranja
DULJINA
• Duljina injekcijskog tijela (stupa) ovisi o raspoloživoj tehnologiji (bušilici) i kreće se do kojih dvadeset (čak i trideset) metara.
• Maksimalna zabilježena dubina injektiranja je 70m, ali su potrebni složeniji radni postupci
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
PROMJER
• Promjer injekcijskog tijela ovisi o radnim tlakovima i vremenu injektiranja, a ograničavajući element su svojstva tla, tj. vrsta tla.
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Vrsta tla Promjer [cm]
šljunak 80 - 120šljunak s malo pijeska 100šljunak s puno pijeska 80 - 90pijesak 55 - 80pijesak vrlo zbijen 55 - 60pijesak srednje zbijen 70 - 75glina 45 - 100glina žitka 100glina meka 75glina kruta 55 - 60glina polučvrsta do čvrsta 45 - 50
organsko tlo i nasip vrlo promjenljivo (do 100)
KARAKTERISTIKE INJEKCIJSKOG TIJELA
u šljunku do 20,0 N/mm2; MN/m2
u pijesku do 15,0 N/mm2
u prahu i glini do 8,0 N/mm2
u organskom tlu do 3,0 N/mm2
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Ovisno o vrsti tla moguće je postići slijedeće jednoosne čvrstoće injekcijskog tijela izvedenog u tlu:
Da bi postigli ovakve vrijednosti potrebno je predvidjeti ugradnju odgovarajuće količine cementa. Odnos između čvrstoće i količine cementa injekcijski ugrađenog u odgovarajući obujam tla vidljiv je iz dijagrama
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
ČVRSTOĆA INJEKTIRANOG VOLUMENA
Osnovni elementi od kojih ovisi čvrstoća mlazno injektiranog tla su:• 1. Vodocementni faktor (što je W/C veći, čvrstoća je niža).• 2. Sadržaj cementa (što je veća količina cementa, čvrstoća je
veća).• 3. Vrsta tla i granulometrijski sastav (u pijesku i šljunku
postižu se veće čvrstoće nego u glini i prahu).• 4. Starost (što je injektirana smjesa starija, to joj je i veća
čvrstoća, s tim da je porast čvrstoće sporiji nego kod betona).• 5. Korišteni sustav mlaznog injektiranja (1 fluid, 2 fluida ili 3
fluida).
Moduli elastičnosti iznose približno :
Faktor sigurnosti bitno ovisi o konstrukciji, a okvirna vrijednost mu je Fs = 2,0 do 3,0
KARAKTERISTIKE INJEKCIJSKOG TIJELA
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Vodopropusnost mlazno injektiranog tla leži unutar vrijednosti 10-7 do 10-9 m/s (10-5 i 10-7 cm/s)
za šljunak 10000 -15000 MN/m2
za pijesak 7000 -10000 MN/m2
za prah i glinu 4000 - 5000 MN/m2
za organsko tlo 1500 - 3000 MN/m2
TRI OSNOVNA POSTUPKA IZVEDBE MLAZNOG INJEKTIRANJA
• jednofluidni sustav (injekcijska smjesa)• dvofluidni sustav (injekcijska smjesa -
zrak, odnosno injekcijska smjesa - voda)• trofluidni sustav (injekcijska smjesa - voda
- zrak)
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
PRIKAZA PARAMETERA IZVEDBE TRI SUSTAVA MLAZNOG INJEKTIRANJA
Kauschinger et al., 1989
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Gubitci…
• Kod malih udaljenosti između pumpne stanice i položaja injektiranja gubitak tlaka kroz cijevi je zanemariv, posebice u usporedbi s visinom pumpanja (3600 m).
• Kako je brzina injekcijske smjese u bušaćim šipkama relativno mala, to je kod uobičajenih duljina šipki i pad tlaka između mlaznice i vrteće glave također malen.
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Gustoća injekcijske smjese (ris)u ovisnosti o vodocementnom faktoru
W/C
Međusobni odnosi:
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
ODREĐIVANJE PROMJERA INJEKTRANOG TIJELA IZ GUSTOĆE SUSPENZIJE
Promjer injektiranog tijela
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
ODREĐIVANJE KOLIČINE CEMENTA PO m3 INJEKTIRANOG TLA
Količina cementaVeličina protoka injekcijske smjese za zadanu količinu cementa
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
ANALIZA KONSTRUKCIJE POBOLJŠANJA TLA VERTIKALNIM STUPOVIMA
• Maksimalna nosivost (sila loma) pojedinačnog stupa određena je posmičnom čvrstoćom okolne meke gline (lom tla) ili čvrstoćom građe stupa (lom injektiranog stupa).
• Sila loma tla određena je otporom trenja po plaštu i otporom baze stupa, a za slučaj pojedinačnog stupa odgovarajući izraz za silu loma je:
DIPLOMSKI STUDIJ, GRAĐEVINSKI FAKULTET U RIJECI
Dozvoljeno opterećenje jednog stupa
• Nosivost preko baze ne može prijeći tlačnu čvrstoću materijala stupa. Tlačna čvrstoća građe često
• određuje nosivost kad je injektirani stup tla opterećen negativnim trenjem.
• Dozvoljeno opterećenje pojedinog stupa je:
gdje je Fs faktor sigurnosti.Ako u račun ne uzimamo posmičnu čvrstoću neojačanog tla između stupova, faktor sigurnosti bi trebao biti Fs = 1,5. U slučaju kad se posmična čvrstoća neojačanog tla uzima u obzir, onda bi faktorsigurnosti trebao biti minimalno 3,0.